package com.xaicode.algorithm.leetcode._301_400;

import java.util.*;

/**
 * <a href="https://leetcode-cn.com/problems/intersection-of-two-arrays-ii">两个数组的交集2</a>
 *
 * <p>给定两个数组，编写一个函数来计算它们的交集。</p>
 *
 * <p>&nbsp;</p>
 *
 * <p><strong>示例 1：</strong></p>
 *
 * <pre><strong>输入：</strong>nums1 = [1,2,2,1], nums2 = [2,2]
 * <strong>输出：</strong>[2,2]
 * </pre>
 *
 * <p><strong>示例 2:</strong></p>
 *
 * <pre><strong>输入：</strong>nums1 = [4,9,5], nums2 = [9,4,9,8,4]
 * <strong>输出：</strong>[4,9]</pre>
 *
 * <p>&nbsp;</p>
 *
 * <p><strong>说明：</strong></p>
 *
 * <ul>
 * 	<li>输出结果中每个元素出现的次数，应与元素在两个数组中出现次数的最小值一致。</li>
 * 	<li>我们可以不考虑输出结果的顺序。</li>
 * </ul>
 *
 * <p><strong><strong>进阶</strong>：</strong></p>
 *
 * <ul>
 * 	<li>如果给定的数组已经排好序呢？你将如何优化你的算法？</li>
 * 	<li>如果&nbsp;<em>nums1&nbsp;</em>的大小比&nbsp;<em>nums2&nbsp;</em>小很多，哪种方法更优？</li>
 * 	<li>如果&nbsp;<em>nums2&nbsp;</em>的元素存储在磁盘上，内存是有限的，并且你不能一次加载所有的元素到内存中，你该怎么办？</li>
 * </ul>
 *
 * @author beborn xaicode@sina.com
 */
public class _350_Easy_IntersectionOfTwoArrays2 {

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums1 = new int[]{4, 9, 5};
        int[] nums2 = new int[]{9, 4, 9, 8, 4};
        _350_Easy_IntersectionOfTwoArrays2 ita2 = new _350_Easy_IntersectionOfTwoArrays2();

        int[] intersect = ita2.intersect(nums1, nums2);

        System.out.println(Arrays.toString(intersect));
    }

    /*
        方法一：哈希表
     */

    /**
     * 执行耗时:3 ms,击败了69.01% 的Java用户
     * 内存消耗:38.2 MB,击败了96.79% 的Java用户
     */
    public int[] intersect(int[] nums1, int[] nums2) {
        if (nums1.length > nums2.length) {
            int[] temp = nums1;
            nums1 = nums2;
            nums2 = temp;
        }
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int num : nums1) {
            map.put(num, map.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }
        List<Integer> l = new ArrayList<>();
        for (int check : nums2) {
            int count = map.getOrDefault(check, 0);
            if (count > 0) {
                l.add(check);
                map.put(check, --count);
            }
        }
        int[] result = new int[l.size()];
        for (int i = 0; i < l.size(); i++) {
            result[i] = l.get(i);
        }
        return result;
    }

    /**
     * 执行耗时:3 ms,击败了69.01% 的Java用户
     * 内存消耗:38.5 MB,击败了67.00% 的Java用户
     */
    public int[] intersect2(int[] nums1, int[] nums2) {
        Map<Integer, Integer> counter = new HashMap<>();
        for (int num : nums1) {
            counter.put(num, counter.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }
        List<Integer> intersection = new ArrayList<>();
        for (int num : nums2) {
            int val = counter.getOrDefault(num, 0);
            if (val > 0) {
                intersection.add(num);
                counter.put(num, val - 1);
            }
        }
        int i = 0;
        int[] res = new int[intersection.size()];
        for (int num : intersection) {
            res[i++] = num;
        }
        return res;
    }

    /**
     * 时间复杂度：O(m+n)，其中 m 和 n 分别是两个数组的长度。
     * 需要遍历两个数组并对哈希表进行操作，哈希表操作的时间复杂度是 O(1)，因此总时间复杂度与两个数组的长度和呈线性关系。
     * <p>
     * 空间复杂度：O(mlnmn)  ，其中 m 和 n 分别是两个数组的长度。
     * 对较短的数组进行哈希表的操作，哈希表的大小不会超过较短的数组的长度。
     * 为返回值创建一个数组 intersection，其长度为较短的数组的长度。
     * <p>
     * 执行耗时:3 ms,击败了69.01% 的Java用户
     * 内存消耗:38.5 MB,击败了68.41% 的Java用户
     */
    public int[] intersect3(int[] nums1, int[] nums2) {
        if (nums1.length > nums2.length) {
            return intersect(nums2, nums1);
        }
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int num : nums1) {
            int count = map.getOrDefault(num, 0) + 1;
            map.put(num, count);
        }
        int[] intersection = new int[nums1.length];
        int index = 0;
        for (int num : nums2) {
            int count = map.getOrDefault(num, 0);
            if (count > 0) {
                intersection[index++] = num;
                count--;
                if (count > 0) {
                    map.put(num, count);
                } else {
                    map.remove(num);
                }
            }
        }
        return Arrays.copyOfRange(intersection, 0, index);
    }

    /*
        方法二：排序 + 双指针
     */

    /**
     * 如果两个数组是有序的，则可以使用双指针的方法得到两个数组的交集。
     * <p>
     * 首先对两个数组进行排序，然后使用两个指针遍历两个数组。
     * <p>
     * 初始时，两个指针分别指向两个数组的头部。每次比较两个指针指向的两个数组中的数字，
     * 如果两个数字不相等，则将指向较小数字的指针右移一位，
     * 如果两个数字相等，将该数字添加到答案，并将两个指针都右移一位。当至少有一个指针超出数组范围时，遍历结束。
     * <p>
     * 时间复杂度：O(mlogm+nlogn)，其中 m 和 n 分别是两个数组的长度。
     * 对两个数组进行排序的时间复杂度是 O(mlogm+nlogn)，遍历两个数组的时间复杂度是 O(m+n)，因此总时间复杂度是 O(mlogm+nlogn)。
     * <p>
     * 空间复杂度：O(min(m,n))  ，其中 m 和 n 分别是两个数组的长度。
     * 为返回值创建一个数组 intersection，其长度为较短的数组的长度。
     * 在 C++ 中，我们可以直接创建一个 vector，不需要把答案临时存放在一个额外的数组中，所以这种实现的空间复杂度为 O(1)。
     * <p>
     * 执行耗时:1 ms,击败了99.92% 的Java用户
     * 内存消耗:38.8 MB,击败了9.98% 的Java用户
     */
    public int[] intersect4(int[] nums1, int[] nums2) {
        Arrays.sort(nums1);
        Arrays.sort(nums2);
        int length1 = nums1.length, length2 = nums2.length;
        int[] intersection = new int[Math.min(length1, length2)];
        int index1 = 0, index2 = 0, index = 0;
        while (index1 < length1 && index2 < length2) {
            if (nums1[index1] < nums2[index2]) {
                index1++;
            } else if (nums1[index1] > nums2[index2]) {
                index2++;
            } else {
                intersection[index] = nums1[index1];
                index1++;
                index2++;
                index++;
            }
        }
        return Arrays.copyOfRange(intersection, 0, index);
    }
}
